RFID標簽推廣最大問題：成本障礙
2010-02-23 00:00 來源：中國食品產業網 責編：陳運榮
- 摘要：
- RFID標簽由(硅)芯片、內置天線和底材3部分構成。目前芯片和底材的性能、價格基本上比較穩定，因而各種制作方法的優勢就只能體現在優化標簽內置天線的制作工序及降低天線制作成本上。目前天線制作的方法主要有3種，即蝕刻法、線圈繞制法和導電油墨印刷法。
【我要印】訊：RFID的成本障礙
在RFID標簽的推廣中，最大問題就是成本，每枚RFID標簽的價格在0.3～0.6美元。對那些高檔產品而言，增加0.5美元能夠被廠商和消費者接受，因為對他們而言，RFID標簽是一種出色的識別跟蹤裝置，它所帶來的方便與效益更劃算。然而，對于中、低檔的日常消費品，RFID標簽就不易接受了，畢竟誰也無法接受一支因為使用RFID標簽而漲了0.5美元的普通牙膏。因此RFID標簽的成本是不得不考慮的問題。要想大規模推廣RFID，必須降低制作成本。
RFID標簽由（硅）芯片、內置天線和底材3部分構成。目前芯片和底材的性能、價格基本上比較穩定，因而各種制作方法的優勢就只能體現在優化標簽內置天線的制作工序及降低天線制作成本上。目前天線制作的方法主要有3種，即蝕刻法、線圈繞制法和導電油墨印刷法。
因為RFID電子標簽是一種微結構的印刷技術，而通常的膠印機并不適合這種微結構的印刷，但是為了能夠讓導電油墨均勻而極薄地涂布在很薄的基材上。在此必須要解決兩個問題，一是導電油墨的研發：二是印刷設備提供商能夠提供出印刷RFID電子標簽的理想解決方案，譬如:采用混合印刷技術。
使用傳統印刷方式制作導電天線
過去RFID標簽中的天線通常是用銅腐蝕法來制作，由于腐蝕銅制作天線不僅不利于環境保護，同時制作成本也比較昂貴。所以，許多大公司都在積極尋找降低RFID標簽成本的辦法。人們設想使用印刷的方式來制作導電天線去代替腐蝕法制作天線。這一技術被認為是降低RFID標簽制作成本的一大創新，同時，RFID標簽給印刷業帶來勃勃商機。
德國開姆尼茨工業大學印刷和媒體技術研究所目前正在進行聚合物電子印刷的項目研究，目的是研制一種適合于工業化生產的聚合物電子產品的新型印刷方法，這種研究思想就是利用現有的膠印機將導電油墨疊印在寬幅的卷筒材料上。根據研究所介紹，用一臺高效率印刷機在40min內可以生產出傳統電子標簽廠1年的產量，并且制作價格也降到每枚1歐分以下。
導電油墨推動天線印刷的發展
直接印刷天線的技術中，導電油墨是一個重要的推動力。沒有導電油墨的發展，就沒有印刷技術在RFID標簽制造中的應用。
導電油墨是由金屬導電微粒（銀、銅、碳）分散在連接料中形成的一種導電性復合材料，印刷到承印物上后，起到導線、天線和電阻的作用。該油墨印刷在柔性或硬質底材（紙、PVC、PE等）上可制成印刷電路。導電油墨干燥后，由于導電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場方向移動形成電流，具有良好的導電性能，可接收RFID專用的無線射頻信號。對于印制智能標簽內置天線而言，一個好的導電油墨配方，要求具有良好的印刷適性，印刷后具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩定等特性。
巴斯夫推出新型電鍍金屬基油墨
巴斯夫日前推出全新金屬基油墨產品系列CypoPrint，用于RFID標簽中柔性天線的生產。
RFID是英文RadioFrequencyIdentification的縮寫，意為無線射頻識別。該技術可用于商品的識別和定位，功能類似于條形碼系統。相比于當前的蝕刻技術，該產品提供了一種具備成本效益且更加環保的替代技術，它也是RFID天線添加生產法的首個解決方案。
與鋁蝕刻法相比，添加生產法的好處在于使原材料利用效率更高和對環境的影響更小。先前用于添加生產工藝的印花色漿不僅價格昂貴，而且不能絕緣;以全新CypoPrint油墨取代印花色漿，可大幅降低RFID天線的生產成本。
該產品通過標準印刷工藝涂于聚酯薄膜，然后在柔性電子設備的電鍍系統中鍍上導電金屬涂層。“因為CypoPrint油墨在電鍍階段才轉化為具有導電性，所以我們又叫它‘種子型’油墨。”巴斯夫金屬系統業務項目經理ChristofferKieburg博士解釋道：“它帶給客戶的另一點好處是使天線的層厚度和傳導率可變，這樣就能很容易地在電鍍過程中滿足不同記憶芯片的要求。”
新型半導體墨水使電子標簽印刷成本更低質量更高
美國研究人員近日開發出一類新的半導體墨水，可以用來制造更為廉價的電子標簽以幫助零售商跟蹤其商品，并可促進可彎曲計算機屏幕的研發。研究成果發表在最新一期的《自然》雜志上。
該墨水由美國保爾佳（Polyera）公司和巴斯夫歐洲公司（BASFSE）研發。傳統的硅半導體有兩種基本類型，帶正電荷的P類和帶負電荷的N類。迄今為止，大多數半導體墨水，例如富士施樂公司于2004年發明的一種墨水，都是帶正電荷的P類。
新墨水則是帶負電荷的N類，保爾佳公司采用新藥開發的思路，設計出新分子化合物，這種新分子很容易失去電子，然后與帶負電荷的分子結合。新分子具有易溶解性，因此當墨水使用時不再需要像傳統半導體制造業那樣采用光刻工藝，可以大大節省成本。
該公司首席執行官菲利普?伊納基說，將噴墨打印機改良，新的半導體墨水就能夠在柔軟的物質如塑料薄膜上印刷，像印刷報紙一樣，這樣打印大多數消費品上的電子標簽會變得更便宜。
伊納基指出，這樣印刷出來的無線射頻電子標簽（RFID）效果很好，新墨水很容易生產，新墨水還會促使公司生產更復雜、更有用的可彎曲顯示屏和新傳感器技術，新墨水未來可能會創造出同當前硅工業一樣大的新興產業。
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RFID標簽由（硅）芯片、內置天線和底材3部分構成。目前芯片和底材的性能、價格基本上比較穩定，因而各種制作方法的優勢就只能體現在優化標簽內置天線的制作工序及降低天線制作成本上。目前天線制作的方法主要有3種，即蝕刻法、線圈繞制法和導電油墨印刷法。
因為RFID電子標簽是一種微結構的印刷技術，而通常的膠印機并不適合這種微結構的印刷，但是為了能夠讓導電油墨均勻而極薄地涂布在很薄的基材上。在此必須要解決兩個問題，一是導電油墨的研發：二是印刷設備提供商能夠提供出印刷RFID電子標簽的理想解決方案，譬如:采用混合印刷技術。
使用傳統印刷方式制作導電天線
過去RFID標簽中的天線通常是用銅腐蝕法來制作，由于腐蝕銅制作天線不僅不利于環境保護，同時制作成本也比較昂貴。所以，許多大公司都在積極尋找降低RFID標簽成本的辦法。人們設想使用印刷的方式來制作導電天線去代替腐蝕法制作天線。這一技術被認為是降低RFID標簽制作成本的一大創新，同時，RFID標簽給印刷業帶來勃勃商機。
德國開姆尼茨工業大學印刷和媒體技術研究所目前正在進行聚合物電子印刷的項目研究，目的是研制一種適合于工業化生產的聚合物電子產品的新型印刷方法，這種研究思想就是利用現有的膠印機將導電油墨疊印在寬幅的卷筒材料上。根據研究所介紹，用一臺高效率印刷機在40min內可以生產出傳統電子標簽廠1年的產量，并且制作價格也降到每枚1歐分以下。
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導電油墨是由金屬導電微粒（銀、銅、碳）分散在連接料中形成的一種導電性復合材料，印刷到承印物上后，起到導線、天線和電阻的作用。該油墨印刷在柔性或硬質底材（紙、PVC、PE等）上可制成印刷電路。導電油墨干燥后，由于導電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場方向移動形成電流，具有良好的導電性能，可接收RFID專用的無線射頻信號。對于印制智能標簽內置天線而言，一個好的導電油墨配方，要求具有良好的印刷適性，印刷后具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩定等特性。
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與鋁蝕刻法相比，添加生產法的好處在于使原材料利用效率更高和對環境的影響更小。先前用于添加生產工藝的印花色漿不僅價格昂貴，而且不能絕緣;以全新CypoPrint油墨取代印花色漿，可大幅降低RFID天線的生產成本。
該產品通過標準印刷工藝涂于聚酯薄膜，然后在柔性電子設備的電鍍系統中鍍上導電金屬涂層。“因為CypoPrint油墨在電鍍階段才轉化為具有導電性，所以我們又叫它‘種子型’油墨。”巴斯夫金屬系統業務項目經理ChristofferKieburg博士解釋道：“它帶給客戶的另一點好處是使天線的層厚度和傳導率可變，這樣就能很容易地在電鍍過程中滿足不同記憶芯片的要求。”
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伊納基指出，這樣印刷出來的無線射頻電子標簽（RFID）效果很好，新墨水很容易生產，新墨水還會促使公司生產更復雜、更有用的可彎曲顯示屏和新傳感器技術，新墨水未來可能會創造出同當前硅工業一樣大的新興產業。
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